螺栓伸长量和低周疲劳的关系
发布日期:2018-04-10后面的实验就是和航天标准化院紧固件实验室主任老刘一起在2017年国庆节前一天做的,实验室都没有了人,我们一起做了个实验,想着摸索一下:使用超声螺栓预紧力测量仪来记录低周疲劳试验条件下螺杆伸长量的整体变化,尤其是想看看螺栓断裂前裂纹生长反映在螺杆伸长量上,是个啥状况?
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在螺栓尾部贴压电陶瓷片,并置于瑞士Rumul疲劳机上。
以上数字部分后面都缺少单位,单位为kN。还有补充的是疲劳机的频率是100Hz;iBolt螺栓预紧力测量仪的测量频率是2000Hz。须注明的是:无论静载还是累加动载,均未超出螺栓的弹性段。
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++++++++++++++++++++++++0号螺栓+++++++++++++++++++
0号螺栓:上图X轴为时间,Y轴为螺杆伸长量(单位微米)。蓝色宽带是疲劳机交变拉伸螺栓所测量的包络线,其局部放大在上图。由上图可以看到:1)螺栓伸长量中轴线在向上漂移,增大;2)同等载荷下,螺栓伸长量的峰峰值在增大;3)螺栓在区域断裂前,螺杆迅速变长。4)断裂前,停止疲劳试验,螺杆发生塑性变形,不能回归到原始长度。
+++++++++++++++++++++++++++1号螺栓+++++++++++++++++++++
1号螺栓:和0号螺栓疲劳试验条件基本一致,但是在近断裂前,比0号螺栓提前停止试验,发现:螺栓居然没有发生塑性变形,螺栓长度回位了。这说明:1)在低周疲劳的近断裂前,才发生了螺栓塑性变形;2)螺栓伸长量的中线向上漂移,有可能是疲劳机控制的问题,或者是其它未知原因所造成。
1号螺栓在做完大动载后,开始做小动载荷,静载20kN,动载18kN,发现:在螺栓趋于断裂前,伸长量中线迅速向上漂移,峰峰值增大。这说明,在临界断裂(裂纹在发展)的时候,的确有塑性变形发生。这个塑性变形应反映了微裂纹的扩展程度。
++++++++++++++++++++++++++++2号螺栓+++++++++++++++++++++++
2号螺栓:大动载,试验方法和2号螺栓一样,现象也没有什么差别,算是验证了2号螺栓现象的重复性。
3号螺栓:小动载,现象和2号螺栓没有太大差别,放大螺栓在最后断裂前的伸长量交变波形,可以看到由于裂纹生长,反映在伸长量波形上的发展趋势(伸长量波形头顶上的长出了犄角,犄角越长越大,最后犄角和波形融为一体,这就是裂纹在不停地生长)。
最后,送给喜欢技术的老刘哈...
久违了的文字...
The breezes waved the silver grass,
微风在铁道的旁边,
Waist-high along the siding,
摇曳着齐腰深那银色的草儿,
And to the creek we ne'er could pass
三个男孩骑在光溜溜的马背之上,
Three boys on bare-back riding;
去了那从未错过的水湾;
Beneath the sheoaks in the bend
麻黄树的弯弯之下,
The waterhole was brimming –
水塘满满;
Do you remember yet, old friend,
老朋友啊,你可否还记得
The times we 'went in swimming'?
我们去游泳的往事翩翩?